作业信息

这个作业属于哪个课程	<2020-2021-1Linux内核原理与分析）>
这个作业要求在哪里	<2020-2021-1Linux内核原理与分析第八周作业>
这个作业的目标	<Linux内核如何装载和启动一个可执行程>
作业正文	<博客>

实验：使用gdb跟踪分析一个execve系统调用内核处理函数

1.在实验楼环境中执行以下命令，向MenuOS中增加exec命令。然后在qume中执行help命令可以看到fork命令。

cd LinuxKernel
rm -rf menu
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu
mv test_exec.c test.c
make rootfs

2.开启调试模式，设置断点，查看execve函数的执行过程。

//开启调试模式
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -S -s
gdb
file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234

设置断点

b sys_exec

b load_elf_binary
b start_thread

退出调试状态后，查看hello的EIF头部信息

readelf -h hello

总结

1.ELF(Executable and Linkable Format)可执行的和可链接的格式。（对应Windows为PE）
其包含了以下三类:
可重定位文件：保存着代码和适当的数据，用来和其它的目标文件一起来创建一个可执行文件、静态库文件或者是一个共享目标文件
可执行文件：保存着一个用来执行的程序，一般由多个可重定位文件结合生成，是完成了所有重定位工作和符号解析（除了运行时解析的共享库符号）的文件。
共享目标文件：保存着代码和合适的数据，用来被两个链接器链接。第一个是链接编辑器（静态链接），可以和其它的可重定位和共享目标文件来创建其它的object。第二个是动态链接器，联合一个可执行文件和其它的共享目标文件来创建一个进程映象。
2.ELF文件格式如下图：

3.ELF文件的作用
如果用于编译和链接，则编译器和链结器将把ELF文件看作节的集合，所有节由节头表描述，程序头表可选
如果用于加载执行（可执行文件），则加载器将把ELF文件看作程序头表描述的段的集合，一个段可能包含又多个节和节头表可选
如果是共享文件，则两者都含有
4.exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并用它来取代调用进程的内容，换句话说，就是在调用进程内部执行一个可执行文件。这里的可执行文件既可以是二进制文件，也可以是任何Linux下可执行的脚本文件，如果不是可以执行的文件，那么就解释成为一个shell文件，shell执行。
5.当Linux内核或程序使用fork函数创建子进程后，子进程往往要调用一种exec函数(exec家族的一种)以执行另一个程序；在调用一种exec函数时，该进程执行的程序完全被替换为新程序，而新程序则从其main函数处开始执行，因为调用exec函数并不创建新进程，所以前后的进程ID并未改变，或者说exec函数只是用了一个全新的程序替换了当前进程的正文、数据段和堆栈段。